福特使用西门子PLM技术管理车载软件 节省了超过一亿美元保修成本

业务挑战

- 最大限度地降低与软件相关的保修成本
- 管理不断增加的车载软件
- 降低不断上升的软件开发成本

成功关键

- 可扩展的、全球化的软件管理程序
- 从每个软件组件所属车辆、系列及变型方面对组件进行追踪
- 能对软件的依赖关系进行监控
- 对软件变更的结果进行影响性研究

结果

- 重新编程的ECU降低了维修及升级成本
- 三年内节省了过亿美元的保修成本
- 经销商可获得每辆车的完整软件BOM，减少了不必要的维修
- 提高了软件组件重用的能力

行业
- 汽车及交通运输

客户主要
- 业务福特汽车公司提供各种轿车、卡车、越野车等众多产品和服务，包括福特、林肯、水星、沃尔沃、马自达均等品牌。

业务举措

- 新产品开发
- 系统工程和机电一体化
- 解决方案/服务
- Teamcenter

客户位置
- 迪尔伯恩市, 密西根州，美国

"与Siemens PLM Software团队的合作愉快，一个方面就是因为他们能及时提供诸多高质量的开发方案。"
Chris Davey  技术主管， 软件与控制系统工程 福特汽车公司

"我们选择Teamcenter平台构建IVS的另一个关键原因是：希望确保解决方案的可扩展性，以便在全球范围内使用。"
Martin Baker  全球经理，软件、CAE与过程、方法与工具事务   福特汽车公司 



车载消费性电子产品
汽车行业的创新，逐渐延伸到软件及电子领域。福特公司车辆解决方案高级经理Patrick Milligan说：“据基本的估计，现在车辆创新的60%在于软件及电子方面，但我们认为实际还应更高。”福特汽车的Sync特征就是一个典型例证，它是可选的车载通信及娱乐系统，可使司机对移动电话和数字音乐播放器进行免提的语音控制。

日益流行的车载软件及电子，对OEM产生了巨大影响。其中一家大型制造商开始关注售后服务及保修成本的控制。福特公司软件与控制系统工程部的技术主管Chris Davey用常见场景解释道：“当需要更换或修理有软件故障的电子控制单元（ECU）时，车载软件飞速增加的复杂性使经销商们很头痛。传统做法是用标准硬件替换，即将原有ECU从客户车上拆下，换上新的ECU。这种做法很不划算，而且更糟的是，拆卸及更换过程中，可能产生新毛病，如汽车吱吱不已，这绝非我们想要的。”有了诸如Sync之类的功能，可与通信和娱乐技术同步发展，每次需要升级软件时，无需进行昂贵的硬件替换工作。



日益增加的软件及电子，要求管理并大大缩短这些产品的生命周期。Davey说：“现在，我们需要对消费电子的生命周期进行管理的功能，需在6到9个月内交货，而传统的汽车生命周期为2到3年。”

另一影响是：每辆车所需的软件规模迅速增大。福特2005年的车型含有两百万到三百万行代码。现有的2007年及2008年车型平均含有六百万行代码。福特预测其2010年的车型将含有一千万行代码。鉴于所有软件的开发成本（主要由外部供应商进行编程），福特认为增加代码重用的数量，是软件开发的首要任务。

集成来自三级供应商的软件、并加以验证，也是一个问题。Milligan说：“虽然供应商对组件做了一定程度的验证，我们还必须将软件集成。我们需确保组件的兼容性，然后保证其完整性。”当前的另一个趋势----车载电子系统日益增强的依赖性，使集成工作复杂化。Davey解释道：“10年或15年后前，通常包括动力控制模块，或是传动控制模块，也许还有制动控制模块。但从那以后，分布式功能迅速增加，各模块通过网络进行相互通信。”一个典型例证就是自适应巡航控制，其中制动与油门控制模块相互作用。Davey补充道：“今天，在一些高档车中，网络中有50到70个模块，这些模块中，60%到70%有依赖关系。”某一模块的软件更新时，OEM需注意到这种变更对其他模块产生的影响。



管理软件开发的新方法

上述问题要求福特“采用新的经营方式、新的测试、验证、管理车载软件内容的方法”。Milligan提到：“这会对我们产品未来的质量及成本产生重要影响。”

福特使用In Vehicle Software(IVS)计划迎接挑战，此计划基于Teamcenter数字化生命周期管理解决方案，有Siemens PLM Software研发。福特已完成了Teamcenter的实施，来管理其机械开发工作，并对Siemens非常满意，这为选择Teamcenter作为IVS发布计划的合作伙伴，起了很重要的作用。福特负责软件、CAE与过程、方法与工具事务的全球经理Martin Baker说：“我们选择Teamcenter平台构建IVS的另一大重要原因是：希望确保解决方案的可扩展性，以便在全球范围内使用。”今天，北美、欧洲、亚太和澳大利亚的福特品牌汽车都在使用IVS系统。

本质上讲，福特与Siemens PLM Software能将以往共同的经验应用于在软件方面（例如：配置管理、选项和变型），PLM已经么能有效地管理福特的机械系统。考虑到软件，每一文件都类似于机械世界的零件。PLM实现了软件文件与车辆使用、被使用的车型和平台间的关联。IVS还实现了对软件文件重要属性（例如：编程协议、网络协议、内存大小、磁盘文件大小、硬件的内存地址空间等）的认识。验证算法可指出工程元数据、软件文件及其使用情况间的差异。

福特公司的许多软件由遍布全球各地的供应商进行开发，因此，供应商上传软件文件后，可使用Teamcenter对文件的常见问题进行自动检测。这有助于从源头发现错误文件，并在软件继续分发前，更正错误。可根据设置的要求，对头信息、内存占用情况、二进制文件格式、二进制文件零件编号，认证文档、测试用例和配置文件等问题进行检测。利用Teamcenter结构化的生命周期的功能，可贯穿错误发现早期到最后工程决议的整个过程，对关注领域内的变更，进行系统内的审计。

使用VIN跟踪软件

IVS采用了Teamcenter系统工程的功能，通过监控并跟踪软件的依赖关系，解决ECU之间的通信问题。Teamcenter可识别特定软件组件的使用位置，包括：使用的型、系列、变型，以及全球所处位置。IVS中的制造数据模型可以跟踪车间的固化信息，确保在车间、车型、变型及ECU类型的环境中进行制造时，固化正确的软件组件。

这有两大好处。首先，福特可对任意时刻发生的软件变更进行影响性分析。其次，通过车辆识别（VIN），福特可对客户每辆车的ECU进行追踪。

Teamcenter的北美服务中心具有下载功能，会将信息传送给全球各地的两万个服务站点。因此，无论何时需要变更，都可轻松地交流变更信息。Davey说：“这是一个强大的功能。若客户的故障车辆返回给经销商，而因某种具体问题不能在经销商处得到解决时，客服部门可使用VIN检索完整的软件物料清单一该车所有的工具。”

对单个软件组件进行跟踪的功能，也增加了全球车辆生产线上的软件重用。Davey说：“过去，我们需要重新生产或制造用于不同品牌、不同车型的软件。而我们看到，软件重用，也是汽车行业发展的一大良机。Teamcenter的优势之一是促进了信息的重用。Teamcenter的解决方案使我们无需任何变更，即可充分重用软件组件。” 

节省了巨额保修费

IVS项目的第三个优势是：通过对软件重新编程，即可轻松更新车载电子。Baker说：“我们有IVS，还可将闪存应用于所有控制单元，因此，我们可对该区域重新编程。”对控制器重新编程要比更换硬件设备快得多，也减少了维修成本；同时，还消除了所需零件暂缺、车辆需离开车主送去维修、修理时造成吱吱声等修理后遗症的顾虑。使用IVS三年来，仅在北美，快速重编程功能就为福特节省了大笔资金。“降低保修费，对于我们很重要，我们起初只希望每年节省一百万到五百万美元，然而三年来，由于使用了IVS，对故障区域重新编程而不是更换模块，我们节省了过亿美元。”

精确的软件跟踪功能也减少了不必要的修理。现在，当经销商接到故障车辆时，可对其进行详细检查，准确识别当时车辆所配的软件，并利用此信息确定该车是否应当修理。Baker补充道：“事实上，我们对每两车都可做到那种水平的检查。事实证明，这对滤去不必要的修理很奏效，而传统系统下，可能要求更换硬件。”

今天的创新趋势表明：软件开发生命周期与机械生命周期同等重要。这正是现在福特正在进行的工作。Baker指出：“所有的OEM都面临着这种挑战，而且，机电一体化是在汽车行业保持竞争力的关键因素。像Teamcenter这样的工具，使我们能着手机械和软件的生命周期融合的事宜。”